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第一章行星地球第一节宇宙中的地球【教学目标】知识与技能1.了解天体的主要类型和天体系统的层次，描述地球所处的宇宙环境，宇宙环境包括地球在宇宙中的位置和安全的宇宙环境。2.运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，作为普通的行星是与八大行星比较，在运动特征上和结构特征具有共同性和相似性；作为特殊的行星是自身和宇宙环境造就了存在生命的条件。3.培养用比较分析的方法解决有关地理问题的能力。过程与方法1.通过引导学生认识天体系统，掌握用框图结构说明地理事物系统的方法；分析图片，形成宇宙物质性的观念，形成天体系统各层次的感性认识。2.通过分析图文资料，利用图表分析法和比较法自主探究地球在太阳系中的普通性和特殊性，进而初步掌握比较地理事物，分析和综合出地理特征的方法。情感、态度与价值观通过学生积极查阅相关资料和参与课堂讨论的活动，感受到世界是物质的、普遍联系得和运动发展的，世界发展是有规律的，规律是能为人类认识的，从而激发学生探索宇宙和自然规律的兴趣，促进学生初步树立辩证唯物主义世界观。通过学习帮助学生树立正确的宇宙观。【教学重点】1.天体系统的层次及地球在宇宙中的位置。2.地球的普通性和特殊性，地球上生命存在的条件及原因。【教学难点】地球上生命存在的条件及原因【教学过程】新课导入：如果我们向宇宙深处的某些可能存在生命的星球发送地球的问候，我们如何告诉他们我们的具体位置呢？为什么人类现在的宇宙生命探索仍然没有在其他星球上找到生命？为什么地球具有生命存在的条件？这节课我们探讨一下这些问题。何谓宇宙？我国战国时期的《淮南子•原道训》中指出：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”其实宇宙就是时间和空间的组合，无始无终，无边无际，而各种天体则是宇宙中物质的各种各样的存在形式。晴朗的夜晚，当我们仰望星空，会看到繁星点点，这些都是天体，你能认识哪些天体？那么什么是天体？一、地球在宇宙中的位置人们对宇宙的认识经历了一个漫长的历史时期。从最早对宇宙的认识“天圆地方”开始，到“地心说”、“日心说”等学术说法的不断涌现，体现着人类对宇宙的不断探索和思考，18世纪天文学家开始引进了“星系”一词，之后随着大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的发展，人们对宇宙的认识范围在不断地扩大，对宇宙的认识不断地完善。我们现在认为：“天地四方”──宇──无限空间“古往今来”──宙──无限时间宇宙是包容天地万事万物的总称宇宙是物质世界──天体是宇宙物质的存在形式1．天体及天体的类型最早人们用肉眼进行观天，看到天空中日月星辰的变换，有看起来不动的，人称其为恒星；有移动的行星；还有彗星、流星等。后来，人们借助于光学天文望远镜，又发现了星云和星系。再后来，加上射电望远镜，人们还发现了中子星、类星体和黑洞等。除了我们能够观测到的天体外，宇宙中还有一些弥漫于星际空间的物质，如气体、尘埃等。所有这些都是宇宙中存在的物质形式，人们通称天体。（此部分可以采用多媒体手段演示各种天体，通过直观的图片使学生初步了解各种天体的形状和特点，教师边演示边讲解）总结：天体的类型可以分为自然天体和人造天体。前面我们看到的行星、恒星、星云等都是自然天体，自然天体中最基本的类型是恒星和星云。恒星和星云的比较表格：人造天体包括航天飞机、人造卫星、飞船、太空垃圾等。但是需要区别：地球作为整体是一个天体，但地球的一部分或者附属物就不能叫作天体。例如按航线飞行的飞机、发射架上的人造卫星、天上的云、地上的汽车等。正是由于以上所述天体和星际物质构成了地球的宇宙环境。宇宙中的各种天体是否孤立存在的呢？经过科学家的实验证明：天体都在高速的运动着，邻近的天体彼此之间相互吸引，形成以质量大的天体为中心，其他天体围绕这个中心旋转的天体“集团”，科学家们称它们为天体系统。2．天体系统通过老师的讲解，并看教材P3，请同学们思考并回答下列问题：（1）宇宙中的天体是如何相互作用的？（相互吸引、相互绕转）（2）天体系统的规模相差悬殊，按大小可以划分为几个级别？（划分为四个级别）（3）请你设计框图，正确表示天体系统不同级别之间的关系。（4）天体系统的级别中，包含地球的级别有哪些？答案:总星系、银河系、太阳系、地月系。任何天体在宇宙中都有自己的位置，同学们通过认识宇宙中不同级别的天体系统，以正确了解和描述地球在宇宙中的位置。二、太阳系中的一颗普通行星1．太阳系的组成（展示教材P4图1．4太阳系模式图）太阳系的中心天体是恒星太阳，周围由八颗大行星、众多小行星及彗星、流星、星际物质组成。其中八大行星，按照他们与太阳的距离，由近及远，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球是太阳系中的一颗普通的行星。练习：识记辨认八大行星填出图中字母代表的行星名称。2．八大行星公转的运动特征描述行星围绕太阳公转的运动特征，一般从运动方向、轨道平面和运动轨迹等方面进行了解，下面老师带同学们一起认识八大行星的运动特征。多媒体演示太阳系八大行星运动示意图：同学观察并说出八大行星的运动方向的特点。八大行星绕日公转运动方向的特点是：均是自西向东运动，运动方向相同，具有同向性的特点。出示教材P5表格1.1行星轨道倾角与偏心率，引导学生分析比较公转轨道平面的特点与轨道形状的特点。（注意需介绍讲解轨道倾角与偏心率的概念）八大行星公转的轨道平面之间的倾角大多小于4°，说明八大行星在公转运动过程中，几乎在同一个平面上运动，具有共面性的特点。而八大行星公转轨道形状的偏心率大多接近0，说明八大行星的公转轨道形状是近似正圆的椭圆形，具有近圆性的特点。3．八大行星公转的结构特征展示教材P5图1.5太阳系其他行星与地球的质量比和体积比读图指导：注意该图的图例，图中注记所标数字是指与地球相比，其体积、质量的大小。教师指图讲解：按照八大行星的距日远近、质量和体积等结构特征，通常将与地球结构特征相似的水星、金星、火星与地球一起划分为类地行星。将体积比和质量比远远大于地球的木星和土星划分为巨行星；将离太阳较远的天王星和海王星划分为远日行星。请同学们结合图1．5太阳系其他行星与地球的质量比和体积比所示内容，填写表格1．2三类行星距日远近、质量、体积等特征比较我们把每项特征分为三个等级，按距日由近及远、质量由小到大、体积由小到大，依次用1、2、3来表示。答案：提问：为什么说地球是太阳系的一颗普通行星？通过上述分析，可以看出，在太阳系的八颗行星中，地球的质量、体积、平均密度等结构特征和公转的运动特征与太阳系中的其他行星相比，并不特殊，因此地球是太阳系中的一颗普通的行星。三、存在生命的行星现代宇宙探测的结果表明，地球是宇宙中目前已知的唯一有生物，特别是存在着高级智慧生物的天体。从这种意义上说，地球是宇宙中一颗特殊的行星。(思考提问)生物存在的基本条件有哪些呢?学生回答，如充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成份，适宜的太阳光照和温度范围等。地球具备了生物生存所必需的条件。（小组讨论）1．请从八大行星的运行特征分析，地球所处的行星际空间是否稳定和安全？2．说出地球的结构特征对地球上生物存在产生的影响。3．假如太阳突然消失了，或者太阳光照条件变得不稳定，地球上将会出现怎样的情形？4．地球与太阳的距离是多远？这对地球上的地理环境有什么影响？5．地球最初的单细胞生命出现在海洋中，地球上的大量液态水是怎么形成的呢？总结：1．八大行星绕日公转具有同向性、共面性、近圆形，其他小行星的公转方向与八颗行星也基本一致，行星及小行星各行其道，互不干扰，因此地球所处的宇宙环境很安全。2．地球的体积、质量适中，其引力可以使大量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层，原始大气主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氨，缺少氧气，经过漫长的演化过程，地球大气转化为以氧和氮为主，适合生物呼吸的大气。3．如果太阳消失或太阳的光照条件一旦发生变化，那么地球上所得的热量也将发生变化，从而影响到温度和水的相态，以至于影响到生命的存在，地球上的生命也可能随之而消失。4．日地距离大约1．5亿千米，距离适中，使地表平均气温为15℃，有利于水呈液态状态和生命过程的发生、发展。如果距离太近，地表温度太高，由于热扰动太强，原子根本不能结合在一起，也就无法形成分子，更不用说复杂的生命物质了；相反，如果地球距离太阳太远，地表温度太低，生命物质也无法形成。适宜温度存在的另一个原因为昼夜更替的周期不长（24小时），使得地面白天增温时不至于过分炎热，夜晚冷却时不至于过分寒冷，从而保证了地球上有机体的生存和发展。5．大量液态水的形成：由于地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩及地球内部的物质运动等形成了原始大洋，地球最初的单细胞生命就出现在大洋中。